第4节 温度和温标
1.知道什么是状态参量,什么是平衡态. 2.了解热平衡的概念及热平衡定律.
3.知道温度与温标的定义,理解温度意义以及热力学温度的表示,理解摄氏温度与热力学温度的关系.
一、状态参量与平衡态
1.热力学系统和外界
(1)热力学系统:在热学中,把某个范围内大量分子组成的研究对象叫做热力学系统,简称系统.
(2)外界:系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称为外界.
2.状态参量:描述系统热学性质的物理量,在热学中常用的状态参量有体积V、压强p、温度T等.
3.平衡态:在没有外界影响的情况下,系统所有性质都不随时间而变化的稳定状态.
1.一根长铁丝,一端插入100 ℃的沸水中,另一端放入0 ℃恒温源中,经过足够长的时间,温度随铁丝有一定的分布,而且不再随时间变化,这种状态是否为平衡态?
提示:这种状态不是平衡态,只是一种稳定状态,因为存在外在因素的影响.
二、热平衡与温度
热平衡:如果两个系统相互接触而传热,它们的状态参量将改变.但是经过一段时间以后,状态参量就不再变化了,即这两个系统达到了热平衡.
热平衡定律:如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡.
温度:处于热平衡的系统之间有一“共同热学性质”,即温度.这就是温度计能够用来测量和比较温度高低的基本原理.
4.热平衡的性质:一切达到热平衡的系统都具有相同的温度.
2.“平衡态”就是“热平衡”吗?
提示:不是.“平衡态”指的是一个系统的状态,“热平衡”指的是两个系统之间的关系,二者的本质不同.
三、温度计与温标
1.温度计
名称
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原理
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水银温度计
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根据水银的热膨胀的性质来测量温度
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金属电阻温度计
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根据金属铂的电阻随温度的变化来测量温度
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气体温度计
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根据气体压强随温度的变化来测量温度
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热电偶温度计
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根据不同导体因温差产生电动势的大小来测量温度
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2.温标:定量描述温度的方法.
(1)摄氏温标:一种常用的表示温度的方法,规定标准大气压下冰的熔点为0__℃,水的沸点为100__℃.在0 ℃刻度与100 ℃刻度之间均匀分成100等份,每份算作1 ℃.
(2)热力学温标:现代科学中常用的表示温度的方法,热力学温标也叫“绝对温标”.
(3)摄氏温度与热力学温度
摄氏温度
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摄氏温标表示的温度,用符号t表示,单位是摄氏度,符号为℃
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热力学温度
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热力学温标表示的温度,用符号T表示,单位是开尔文(开),符号为K
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换算关系
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T=t+273.15 K
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(1)27 ℃的温度可以用热力学温度粗略地表示为300 K.( )
(2)摄氏温度和热力学温度都是从零开始的.( )
(3)温度升高20 ℃也就是升高了20 K.( )
(4)热力学温度是国际单位制中基本物理量之一.( )
提示:(1)√ (2)× (3)√ (4)√